考虑配电网重构的区域综合能源系统最优混合潮流计算

随着热电联产系统、中央空调及燃气锅炉等单元的广泛使用,区域综合能源系统(ICES)中电力、天然气和热力系统的耦合和联系日益紧密。从“源—网—荷”全环节出发,提出了融合配电网重构的ICES最优混合潮流算法来对ICES进行优化调度。首先,基于能源集线器理论,构建了ICES中能量中心(EC)的数学模型。然后,考虑ICES中三相不平衡配电系统、燃气管网及EC的相关约束,以运行成本最小为目标,提出了融合配电网重构能力的ICES最优混合潮流模型及求解方法。最后,利用典型ICES算例系统测试结果表明,所述方法通过将配电网可重构网络拓扑这一灵活可控元素作为控制变量有效集成到ICES“源—网—荷”最优混合潮流算法中,进一步降低了ICES的运行成本。     

含热电联产热电解耦运行方式下的微网能量综合优化

通过安装蓄热槽对热电联产"以热定电"约束进行解耦,使微型燃气轮机更加灵活可控参与系统调峰,有利于微网对高渗透率可再生能源的消纳。考虑到风机、光伏出力的随机性以及热电负荷的波动性,建立了基于机会约束规划的微网热电能量综合优化模型。与传统微网优化模型相比,增加了系统热平衡约束,热电联产热电耦合约束,蓄热槽运行约束等。以微网最小运行成本为优化目标,通过遗传算法优化各微源出力,形成最佳运行方式。算例表明:热电联产系统以热电解耦方式运行,有利于提高能源利用效率以及微网运行经济效益。     

综合能源微网系统的滚动优化经济调度

提出了不确定实时运行环境下综合能源微网系统的最优经济调度模型。考虑模型中涉及可再生能源机组出力、需求侧负荷及实时电价等随机因素,采用滚动优化方式平抑其影响,以最大限度地提高能源利用率。进一步针对微网热电联供的特点,以微燃机作为热电耦合单元,建立同时满足网络潮流约束与热平衡约束的综合能源微网最优潮流模型。针对模型的混合整数与非线性特征,采用含自适应变化惯性权重的改进粒子群优化算法进行求解,并以启发式规则约束热电耦合单元进化方向。以改造后的IEEE 37节点配电系统为例,验证了微网滚动优化调度模型与相应求解方法的有效性。     

考虑三相潮流的微网经济运行研究

由于微网中微源和负荷存在不对称性,传统的对称经济调度模型已不适用于此类系统。在考虑三相潮流以及微源同时提供有功和无功出力的基础上,建立了计及制热收益的热电联产型微网系统经济运行模型。以一个包含风、光、储、微型燃气轮机、燃料电池以及热电负荷的Benchmark微网为例,运用改进遗传算法优化了考虑实时电价的并网运行方式下各微源的有功、无功出力,验证了节点电压质量,并对比分析了微源采用不同的潮流计算模型对系统经济运行优化结果的影响。通过算例验证了所提模型和算法的有效性。     

基于热网-电网综合潮流的用户侧微型能源站及接入网络优化规划

提出一种考虑热网-电网综合潮流的用户侧综合能源系统的规划方法。考虑经济、节能、环保等因素,建立含风机、光伏、储能、微型燃气轮机及燃气锅炉的微型能源站二层规划模型。上层规划目标函数为年费用最小,优化变量为微型能源站安装位置、容量及接入网络;下层规划考虑储能与微型燃气轮机的优化调度,规划目标包含一次能源节约率、可控分布式能源运行费及网损费用。基于热电耦合,提出热网-电网综合潮流计算方法与流程。采用改进遗传算法和粒子群优化算法对模型进行求解。某用户侧综合能源系统算例验证了所提模型和方法的有效性。     

不同运行调度模式下微网经济运行对比分析

为了对比分析不同运行调度模式对微网经济运行的影响,在考虑微源同时提供有功和无功功率的基础上,提出了计及制热收益的热电联产型微网系统经济运行优化模型.以一个包含风、光、储、微型燃气轮机、燃料电池以及热电负荷的具体微网为例,提出了不同运行调度模式下的经济调度策略,运用改进遗传算法优化了考虑实时电价的并网运行方式下各微源的有功和无功出力,并对比分析了微网与外网交互功率的约束以及不同运行调度模式对经济调度的影响.仿真结果表明微网可与外网自由双向交换功率的模式更具有经济优势,验证了所提模型、策略和算法的有效性.     

太阳能与压气机抽气储能燃气轮机CHP系统耦合特性分析

压气机抽气储能调控可改善燃气轮机能源系统性能，为了使燃气轮机系统更加灵活、高效地与外界负荷匹配，提出太阳能耦合压气机出口抽气储能的燃气轮机热电联产系统。通过建立空气透平、余热锅炉和太阳能集热器的变工况数学模型，利用Thermoflex软件建立燃气轮机压气机出口抽气变工况模型，并对耦合系统进行变工况分析，研究系统在储能、释能和运行周期内热力参数的变化，以华南地区某宾馆的逐时负荷为例对太阳能耦合压气机出口抽气储能的热电联产系统进行案例分析，并与基准热电联产系统对比。结果表明:以某典型日为1个周期，本文设计系统的1次能源利用率比传统热电联产系统高3.2%，?效率高2.4%。     

基于细菌觅食算法的热电联产微电网经济环保优化调度

热电联产(CHP)系统具有高效、环保和经济等特点,能提高一次能源的利用率,具有良好的发展前景和应用价值。针对由光伏发电、风力发电、燃料电池、微型燃气轮机、辅助锅炉、蓄电池和热储能系统,以及热电负荷构成的热电联供型微电网系统,建立一个热电联产微电网模型。该模型考虑各种分布式电源的发电成本、环境成本和微电网设备维护成本,在满足微电网运行约束条件的基础上,优化微电网内不同分布式电源和储能系统的功率输出,使系统的总运行成本最小。从经济和环保方面分析了微电网的优化运行特性,针对发电成本和排放成本的不同权重,采用细菌觅食优化算法(BFOA)对模型进行求解,通过算例验证了数学模型与优化算法的正确性与可行性。     

含多种分布式电源的微网经济运行优化研究

微网能够有效地利用各种分布式电源,在解决能源短缺、环境保护和改善电能质量等方面表现出极大潜能。建立热电联产型微网系统经济调度模型,以一个包含风、光、储、微型燃气轮机、燃料电池、柴油发电机以及热电负荷的微网为例,总结了孤网运行方式下的调度策略,并运用改进遗传算法优化了各微源的出力,验证了所提模型、策略和算法的有效性。     

基于双向耦合的综合能源系统电热联合潮流计算

本文针对综合能源系统电热联合潮流计算问题,首先基于电热双向耦合建立了含有2个热电联产机组(CHP)耦合节点的电热双向耦合潮流模型;然后分析了电锅炉的耦合状态和系统负荷变化对系统潮流的影响;最后基于牛顿拉夫逊顺序求解算法,选取某一区域综合能源系统进行算例分析,利用MATLAB软件求解出电热混合潮流.结果 表明:电热双向耦...     

光伏-储能-热电联产综合能源系统分解协调优化运行研究

为了实现综合能源系统电热网在各自信息隐私保护情况下达到全局最优,该文研究了光伏-储能-热电联产(CHP)综合能源系统的协调优化运行,探讨了在隐私保护前提下运用分解协调优化方法求解的可行性。该文首先建立电热耦合系统的分解优化运行模型。其次,利用Benders分解方法对模型进行求解,将模型分解为热力系统主问题和电力系统子问题,通过两个系统之间迭代计算,得出各系统设备的最优出力分配;然后,研究了基于Benders分解法的系统间交互模式,在尽可能保证主、子问题各自信息有效保护隔离的前提下,两个系统之间只需要交换隐私化后的参数及Benders约束,最大程度地保护了电/热系统的信息隐私。最后,利用三个典型场景下的算例对比分析验证了该文方法的合理性。     

燃气轮机热电联产系统的应用和完善

介绍燃气轮机热电联产系统在浦东国际机场能源中心的应用和发展，分析燃气轮机热电联产系统运行的经济性，并针对其存在的问题提出完善系统的措施和方向。     

热电联产参与电网调峰补偿定价与利益分配方法

合理的调峰补偿可以有效激励热电联产机组参与电网调峰、促进风电消纳。该文对热电联产机组的调峰补偿问题进行研究,通过优化有偿调峰补偿价格和热力系统内调峰收益分配策略,激励热电联产机组充分利用热力系统的储热装置和辅助热源提升电力系统调峰灵活性。首先,考虑热力系统的详细运行模型与热电联产机组时序调峰能力的供热耦合特性,建立热电联产调峰补偿优化定价模型,并提出有效求解算法;然后,分析热力系统中各热源和储热装置对热电联产调峰能力的贡献,基于Shapley值方法,提出热力系统内部调峰收益分配策略。最后,通过仿真验证方法的有效性,并分析优化调峰补偿价格和调峰收益分配策略随供热、风电场景的变化规律。     

考虑风光和负荷随机性的微网三相潮流计算

由于微网系统潮流分布具有不确定性和不对称性的特点,传统的潮流计算模型已不再适用。针对微网运行中各种随机性因素的影响,建立基于蒙特卡罗模拟的热电联供型微网三相潮流计算模型,以一个包含风、光、储、微型燃气轮机、燃料电池以及热电负荷的Benchmark微网为例,运用前推回代法求解模型,并对比分析外网和微源分别承担微网波动时各自的出力波动及系统的电压质量。算例表明,微源相比于外网承担微网的波动时,不仅提高了电压质量,同时微网实现了对内部随机性的消纳,验证了所提模型和算法的有效性。     

基于线性规划的电-热互联系统参数优化方法

鉴于热网潮流方程存在强非线性与强耦合特性,提出了一种基于多元函数泰勒展开的线性优化方法,该方法将复杂的非线性优化问题转化为多个易于求解的线性优化问题,各线性优化问题之间采用迭代方法逐步逼近最优解。以电-热互联系统总网络损耗最小为优化目标,可同时实现对多个热电联产机组的参数优化配置,降低了网络损耗,减少了系统运行成本,有利于实现不同能源之间的耦合互补与协调运行,从而提升系统调度能力、经济性和安全性。实际系统的测试分析验证了所提方法的有效性与合理性。     

基于统一潮流建模及灵敏度分析的电-气网络相互作用机理

随着燃气轮机和电转气技术的发展,电网和天然气网的耦合程度不断加深,两者之间的相互影响受到了密切关注。从潮流算法与灵敏度分析两方面针对现有电-气网耦合机理研究的不足进行改进。首先,建立了电网-天然气网统一潮流模型,并采用变量压缩的方法简化了方程维数,基于管存模型考虑了天然气传输的慢时间尺度特性。同时,为避免传统牛顿法应用于天然气网潮流求解对状态初值选择的敏感性,提出采用牛顿下山法对统一潮流模型进行求解。其次,基于灵敏度分析并以电-气耦合节点气压-注入功率灵敏度为关键表征量,提出用于电网-天然气网耦合作用机理分析的综合灵敏度指标,以期为2个网络联合运行提供决策帮助。算例分析验证了所提算法的有效性,综合对比探究了燃气轮机和电转气耦合环节下电网-天然气网的相互作用特性,并验证了天然气网的管道存储特性在应对系统扰动时的积极作用。     

基于遗传算法的热电联产型微网经济运行优化

为了准确分析无功对经济调度的影响,在考虑微源同时提供有功和无功功率的基础上,建立了计及制热收益的热电联产型微网系统经济运行优化模型。以一个包含风、光、储、微型燃气轮机、燃料电池以及热电负荷的具体微网为例,提出了并网和孤网运行方式下的调度策略。在保证敏感负荷供电可靠性的基础上,运用改进遗传算法优化了各微源的有功和无功出力,并对比分析了两种运行方式下一天内蓄电池的充放电次数、系统综合运行成本以及节点电压波动。通过算例验证了所提模型、策略和算法的有效性。     

独立模式下微网多能存储系统优化配置

针对能源互联网的重要组成部分——综合能源微网,构建了独立模式下的综合能源微网多能存储系统优化配置模型,提出了包含储电和储热系统的额定功率、容量的配置方法。其中,储电系统模型计及供暖期与非供暖期蓄电池寿命的估算。模型以经济性作为指标,考虑热电联产机组的热电耦合相关约束,包括热—电平衡、机组爬坡、储能系统以及自给自足概率等,采用基于机组出力和储能系统功率分配策略的细菌群体趋药性算法模型进行求解。并探讨了加装储能系统的热电联产机组的运行特性。结果表明,提出的多能存储系统配置方法在供暖期和非供暖期均具有显著经济和环境效益,并促进了风电消纳。     

燃气轮机热电联产系统的热力学分析及用能改进建议

给出了燃气轮机热电联产系统热力学分析(能量平衡分析和分析)评价准则及计算式。利用实测运行参数,对一个燃气轮机热电联产系统进行了运行工况下的热力学分析,找出了系统的用能薄弱环节。根据测算分析结果,提出了提高系统运行效率的三个建议。     

计及静态安全因素与热电最优潮流的综合能源系统联合运行优化模型

针对区域多能量枢纽(energy hub,EH)互联的热电耦合综合能源系统(integratedenergysystem,IES),提出一种综合考虑静态安全因素与热电最优潮流的IES联合优化运行模型。模型为双层结构,首先提出热电耦合网络最优潮流计算方法,并在此基础上建立整个系统的静态安全评估指标。上层模型以系统运行经济性与静态安全性为目标,优化各EH单元的冷热电输出;下层模型根据上层热电最优潮流计算结果,结合经济性目标,并兼顾光伏消纳能力,实现EH单元内部各机组的实时出力优化。最后结合算例仿真结果证明了所提模型的有效性。